康建仁
蘇交科集團檢測認證有限公司 江蘇南京 211112
在對橋梁耐久性進行現場檢測前,應當對具體的檢測內容加以明確,主要包括結構檢測、裂縫檢測以及材料損傷等。
參照橋梁工程的設計圖,對混凝土保護層的厚度、配筋、荷載等級進行校核,看是否符合設計圖的要求。同時對橋梁所在地的環境條件進行調查,主要包括溫濕度、侵蝕介質分布等等。
裂縫是橋梁中最為常見的質量缺陷之一,其對橋梁的耐久性具有直接影響,所以橋梁耐久性現場檢測中,裂縫是非常重要的檢測內容之一。混凝土作為橋梁結構的主要材料用量較大,由于橋梁的箱梁、墩柱等均為大體積混凝土,受到水化熱的影響很容易產生裂縫。所以,應當對橋梁混凝土裂縫進行檢測,借此來了解混凝土的破損程度。
橋梁耐久性現場檢測時,應當對鋼筋、混凝土等主要材料的損傷情況進行檢測,如混凝土碳化、鋼筋腐蝕、氯離子擴散系數等等,借此來了解橋梁結構的整體狀況[1]。
對于混凝土而言,強度不但是它的重要力學指標之一,而且還能反映出耐久性,一般來說強度越高,表示混凝土越致密,抵抗侵蝕能力越強,其耐久性越好。橋梁工程的規模較大,建設期間會受到各種因素的影響,混凝土作為橋梁結構的主要材料之一,在長時間的服役中,承受著環境與荷載的雙重作用,從而造成混凝土劣化,部分性能也隨之出現明顯的退化現象。
2.1.1 檢測方法
通過對混凝土強度的測定,能夠更加準確地評價其服役性能。可用于混凝土強度現場檢測的方法有以下幾種:
①無損檢測。該方法最為突出的特點是在檢測的過程中,不會對混凝土結構本身造成破壞,以物理量與混凝土強度之間存在的相關性作為主要依據,通過對物理特性的測定,經推算得出混凝土的特征強度,這個強度即為檢測結果。混凝土強度無損檢測較為常用的方法為回彈法,該方法的精度較高,在工程檢測中得到廣泛應用,有完善的技術規程可供參考。
②有損檢測。該檢測方法又被稱之為半破損檢測,它以不影響結構的承載力為前提,在結構物上進行破損性試驗。鉆芯法是有損檢測在工程中較為常用的方法之一。因有損檢測會對結構造成一定的破壞,檢測后需要進行復原,故芯樣應該取在混凝土具有代表性同時受力較小的部位,避開關鍵性主筋、波紋管等。
2.1.2 檢測結果判定
選取橋梁的單一構件作為混凝土強度檢測對象,主要用回彈法進行檢測,在每個混凝土構件上選取出10 個具有代表性的測區,每個測區回彈16 點,測得的強度值進行推定計算獲得其強度代表值,由此便可獲得混凝土的實際強度。回彈強度不低于混凝土設計強度等級,則表示合格;低于的話,可進行取芯強度檢測。
碳化是混凝土受到的一種化學腐蝕現象,導致這一情況的主要原因如下:當空氣中的二氧化碳氣體從混凝土表面的空隙深入到內部后,會與堿骨料發生反應,這個過程即碳化過程。當混凝土碳化后,耐久性能會下降。混凝土碳化深度越大,強度降低的幅度越大。故此,在橋梁耐久性現場檢測中,應當對混凝土碳化深度進行測定。
對橋梁混凝土的碳化情況進行檢測時,可以采用如下方法:用合適的工具,在混凝土表面上形成直徑15mm 的孔洞,噴灑濃度1%的酒精酚酞溶液,然后使用碳化深度尺,對變色的臨界面深度進行測定,由此獲得的結果即為碳化深度。碳化深度可于回彈法測強度時同時獲取[2]。
2.3.1 檢測方法
在鋼混橋梁耐久現場檢測中,鋼筋銹蝕是檢測的重要內容之一,常用的檢測方法有以下兩種:一種半電池電位法,另一種是剔鑿取樣法。相對而言,半電池電位法的操作過程更加簡單,結果準確可靠。所以可以將該方法作為鋼筋銹蝕的檢測方法。
2.3.2 檢測結果判定
選取一座橋梁,通過半電池電位法法對該橋梁的鋼筋銹蝕情況進行檢測,通過繪制測區平面圖以及電位等值線圖來判定各部位發生鋼筋銹蝕的概率,如電位在-350--200mV 之間,可以判斷出該橋梁鋼筋的銹蝕概率為50%。負向大于-350mV,則發生概率為大于90%,正向大于-200mV,則發生概率為小于10%。半電池電位法檢測結果應進行剔鑿取樣法驗證。
在橋梁混凝土的所有質量缺陷當中,裂縫的出現幾率最大,若是裂縫未能得到及時有效處理,則會逐步發展,由此會對橋梁結構的整體穩定性造成影響。
2.4.1 檢測方法
混凝土裂縫的檢測方法有兩種,一種是目測法,另一種是儀器檢測。通過目測能夠對裂縫出現部位、走向有一個大體了解。儀器檢測能夠準確測量出裂縫的寬度,常用的儀器有裂縫寬度測量儀、目測放大鏡等。使用儀器檢測的混凝土裂縫寬度主要指主筋重心部位的裂縫寬度。在對橋梁混凝土裂縫進行現場觀測前,可先用小錘對裂縫進行敲擊,通過發出的聲音判斷內部有無起殼、脹裂等現象。
2.4.2 檢測結果判定
選取一座橋梁,通過目測和儀器對混凝土裂縫進行現場檢測,如果裂縫的主要類型為收縮裂縫,則成因大概率為鋼筋銹蝕所致。除此之外,一般還會有部分荷載裂縫。出現較多裂縫的橋梁應加大養護力度,減少裂縫的產生,對已經產生的裂縫查明原因后,進行對應的修補,延長橋梁的使用壽命。
綜上所述,鋼筋混凝土橋梁的耐久性現場檢測是一項較為復雜且系統的工作,應當在明確檢測內容的基礎上,采取多種有效的方法,進行多方面的現場檢測。通過檢測結果,為橋梁結構耐久性評估提供可靠依據。